A nehézségi erő fogalma Egy testre ható nehézségi erő a test $m$ tömegének és a test helyén mérhető $\vec{g}$ nehézségi gyorsulásnak a szorzata: $${\vec{F}}_{\mathrm{neh}}=m\cdot \vec{g}$$ A nyugalomból elengedett testek $\vec{g}$ nehézségi gyorsulással kezdenek el zuhanni, ami elég nagy pontossággal kimérhető. A zuhanással járó gyorsulás a testre ható \(mg\) nehézségi erő miatt "jön létre". Tehát nehézségi erő alatt azt az erőt értjük, ami a nehézségi gyorsulást okozza. Mennyire erős a gravitáció a Marson? | Constant Reader. De mi is a háttere ennek az $mg$ nehézségi erőnek? Ha ezt pontosan akarjuk megragadni, akkor kiderül, hogy a nehézségi erő (illetve a mögötte húzódó nehézségi gyorsulás) nem könnyű fogalom. Nagyjából... Első közelítésben, azaz ha tolerálunk pár ezreléknyi pontatlanságot, akkor azt mondhatjuk, hogy a nehézségi erő nagyjából a Föld (mint égitest) által a testre kifejtett gravitációs vonzóerő: \[mg\approx F_{\mathrm{gr}}\] Pontosabban szólva... Ha ennél pontosabba nézzük, akkor kiderül, hogy a nehézségi erő a földfelszín nagy részén a gravitációs erőtől kissé eltér nagyságra és irányra nézve is: A n agyságra nézve az eltérés az Egyenlítő mentén a legnagyobb, ahol is kb.
Ennek az elliptikus pályának az elérése érdekében a műholdakat kissé nagyobb sebességre gyorsították, mint ami egy körpályához szükséges lenne. (1) A nagyobb sebesség miatt a centrifugális erő meghaladja a gravitációs erőt, és a műholdak távolabb kerülnek a földtől. (2) A magasság növekedéséhez szükséges energia (potenciális energia) a mozgási energia (mozgási energia) rovására megy. Tehát a műhold lelassul és a centrifugális erő csökken. Ez viszont azt jelenti, hogy a gravitációs erő most túlsúlyban van, és a műhold elveszíti a magasságát (a potenciális energia csökken). (3) A magassági energia csökkenésével a mozgási energia (a kinetikus energia ismét növekszik). Tehát a műhold ismét gyorsabbá válik. (Ugrás az 1. oldalra) Ez az egész folyamat megismétli önmagát. Hogyan lehet kiszámítani a gravitációs erőt? - Tudomány - 2022. Ily módon egy elliptikus pálya jön létre. Alkalmazási példa: centrifugális erő Adnak egy műholdat, amely egyenletes mozgással köröz a föld felszíne felett 120 km-rel. A műholdnak 100 percre van szüksége a föld egyetlen fordulatához.
A könyvre vízszintes irányban az asztal által kifejtett csúszási súrlódási erő hat. Ennek iránya ellentétes a könyv haladási irányával, ezért a csúszási súrlódási erő munkavégzése negatív. A csúszási súrlódás elveszi, felzabálja a könyv mozgási energiáját. Persze ez az energia nem vész el, hanem hővé alakul, az asztal és a könyv hőmérséklete picit megnő. Gondolkodjunk csak! Amikor egy autó vagy bicikli normál módon (azaz nem kaparva) elindul, olyankor a kereke alsó pontja nem mozdul el az úttesten. A kerék gördül. Ezek szerint az úttest által kifejtett tapadási súrlódási erőnek nincs munkavégzése? Hiszen ahol hat, ott nincs elmozdulás. De hát a tehetetlenség törvényénél pont azt mondtuk, hogy csak egy külső erő képes gyorsítani egy testet, például az autó csak akkor tud álló helyzetből elindulni, ha van egy másik test, ami külső erőt fejt rá ki, például az úttest által kifejtett tapadási súrlódási erő ilyen. Ha nincsen súrlódás (például mert olaj ömlött az úttestre, vagy az autó jégen áll), akkor az autónak hiába van 1000 lóerős motorja, a kerekei egy helyben fognak pörögni, és az autó képtelen lesz elindulni.
tehetetlenségi erők, a Föld felszínén a bolygónk tengely körüli forgás miatt már nyugvó testreke is "hat" centrifugális erő, mely a test tömegével, a forgási szögsebesség négyzetével és a forgástengelytől való távolsággal arányos: \[F_{\mathrm{cf}}=mr\omega ^2\] A pólusokon a tengelytől való $r$ távolság nulla, így ott a centrifugális erő nulla. A pólusoktól az Egyenlítő felé haladva a tengelytől való távolság egyre növekszik, ezért az Egyenlítőn a legnagyobb. Az Egyenlítőn a gravitációs és a centrifugális erő ellentétes irányú, egyébként tompaszöget zárnak be egymással. A nehézségi erő a gravitációs vonzóerő és a centrifugális erő vektori összege, eredője: \[m\vec{g}=\vec{F}_{\mathrm{gr}}+\vec{F}_{\mathrm{cf}}\] Ábrán szemléltetve: A fentiek alapján a függőón (hajlékony cérnán nyugalomban lógó fémtest) csak az egyenlítő mentén és a sarkokon mutat a Föld tömegközéppontja felé, az összes többi földrajzi szélességen ettől kissé eltérő irányban. A nehézségi erő tehát fogalmilag bonyolult: egy valódi erőnek (gravitáció erő) és egy nem valódi, fiktív tehetetlenségi erőnek (centrifugális erő) a vektori összege.
Irodalom [ szerkesztés] Csákány Antal - Flórik György - Gnadig Péter - Holics László - Juhász András - Sükösd Csaba - Dr. Tasnádi Péter: Fizika. (hely nélkül): Akadémiai Kiadó Zrt. 2011. ISBN 9789630584876 Richard S. Westfall: The Construction of Modern Science: Mechanisms and Mechanics. (hely nélkül): Cambridge University Press. 1978. ISBN 9789630584876 Kapcsolódó szócikkek [ szerkesztés] Gauss-törvény Coulomb-törvény Általános relativitáselmélet Henry Cavendish Isaac Newton Külső hivatkozások [ szerkesztés] Work, Energy, and Universal Gravitation Fizikai állandók legújabb értékei The Michell-Cavendish Experiment Jegyzetek [ szerkesztés] Fordítás [ szerkesztés] Ez a szócikk részben vagy egészben a Newton's law of universal gravitation című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.